(57)【要約】【課題】樹脂の種類や成形条件が変更された場合でも、ゲート部分での調整を必要とせずに、ボイドの発生やワイヤー変形などの樹脂封止による不良の発生を防止し得る樹脂封止用金型を提供する。【解決手段】ポット13に充填された溶融樹脂を、主供給通路部15および副供給通路部16を介して、半導体チップが配置されるキャビティ11に供給するとともに、主供給通路部15の下流端部に樹脂溜り室12が接続された樹脂封止用金型であって、主供給通路部と樹脂溜り室とを接続する溜り側供給通路部17の長さを、副供給通路部よりも長くするとともに、これら両供給通路部同士の断面形状を同一になし、且つ樹脂溜り室の容積を、各キャビティの容積と同等以上になるようしたもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融樹脂が充填されるポットと、半導体チップが配置される複数個のキャビティと、溶融樹脂を溜めるための樹脂溜り室と、上記ポットからの溶融樹脂を上記各キャビティおよび上記樹脂溜り室に導くための樹脂供給通路とを具備するとともに、上金型と下金型とで半導体チップが搭載されたチップ被搭載部材を挟持して半導体チップの樹脂封止を行うための樹脂封止用金型であって、
上記樹脂供給通路を、ポットから各キャビティに対応する位置まで延設された主供給通路部と、この主供給通路部と各キャビティとを接続するとともに断面積が順次狭くされた副供給通路部と、上記主供給通路部と樹脂溜り室とを接続するとともに断面積が順次狭くされた溜り側供給通路部とで構成し、
さらに上記溜り側供給通路部の長さを上記副供給通路部よりも長くするとともに、これら両供給通路部同士の断面形状を同一または略同一になし、
且つ上記樹脂溜り室の容積を、上記各キャビティの容積と同等以上になるようにしたことを特徴とする半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項２】
副供給通路部のキャビティへの接続箇所である第１ゲート部と溜り側供給通路部の樹脂溜り室への接続箇所である第２ゲート部とを同一材料で形成するとともに、同一の表面処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項３】
副供給通路部のキャビティへの接続箇所である第１ゲート部および溜り側供給通路部の樹脂溜り室への接続箇所である第２ゲート部を、金型に対して交換可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項４】
樹脂供給通路と樹脂溜り室とを一緒に下金型または上金型に形成するとともに、上記樹脂溜り室をチップ被搭載部材に対応する領域内に配置したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項５】
下金型または上金型に形成された一方の樹脂溜り室に対応する位置で、上金型または下金型に他方の樹脂溜り室を形成するとともに、
樹脂封止時に、チップ被搭載部材に形成された貫通孔を介して、一方の樹脂溜り室に流入した溶融樹脂を他方の樹脂溜り室に流入させるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項６】
他方の樹脂溜り室を樹脂供給通路に対応する位置まで延設させるとともに、
この樹脂供給通路に対応する延設部分については、樹脂封止時に、当該樹脂供給通路に対してチップ被搭載部材にて遮蔽するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項７】
上下の金型に形成された樹脂溜り室および樹脂供給通路の周縁部に沿って複数の貫通溝が形成されたチップ被搭載部材を用いるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項８】
樹脂供給通路と樹脂溜り室とを一緒に下金型または上金型に形成するとともに、上記樹脂溜り室をチップ被搭載部材に対応する領域外に配置したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項９】
下金型または上金型に形成された一方の樹脂溜り室に対応する位置で、上金型または下金型に他方の樹脂溜り室を形成するとともに、
これら両樹脂溜り室を、チップ被搭載部材の領域外に配置したことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の樹脂封止用金型。
【請求項１０】
請求項１乃至６、請求項８および請求項９のいずれかに記載の樹脂封止用金型を準備する工程と、
半導体チップが搭載されたチップ被搭載部材を準備する工程と、
上記チップ被搭載部材を上金型と下金型とで型締めした後、ポットに溶融樹脂を充填させて、主供給通路部および副供給通路部を介して溶融樹脂をキャビティに供給するとともに主供給通路部および溜り側供給通路部を介して溶融樹脂を樹脂溜り室に供給する工程と、
上記両金型を開いて硬化した樹脂成形部とともに上記チップ被搭載部材を取り出す工程と、
取り出されたチップ被搭載部材から、上記各供給通路部および樹脂溜り室で硬化した残存樹脂部を除去する工程と
を具備したことを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の樹脂封止用金型を準備する工程と、
半導体チップが搭載されたチップ被搭載部材を準備する工程と、
上記チップ被搭載部材を上金型と下金型とで型締めした後、ポットに溶融樹脂を充填させて、主供給通路部および副供給通路部を介して溶融樹脂をキャビティに供給するとともに主供給通路部および溜り側供給通路部を介して溶融樹脂を樹脂溜り室に供給する工程と、
上記両金型を開いて硬化した樹脂成形部とともに上記チップ被搭載部材を取り出す工程と、
取り出されたチップ被搭載部材の貫通溝に対応する部分に沿って切断することにより、チップ被搭載部材から各供給通路部および樹脂溜り室で硬化した残存樹脂部を除去する工程と
を具備したことを特徴とする半導体装置の樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレーム、樹脂配線基板を用いた樹脂封止型の半導体装置の樹脂封止用金型およびこの金型を用いた樹脂封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リードフレームや樹脂配線基板を用いた樹脂封止型の半導体集積回路装置（以下、半導体装置という）が多用されるようになってきた。
例えば、リードフレームを用いた樹脂封止型の半導体装置の組立工程には、リードフレーム上に半導体チップを搭載するダイボンディング工程、半導体チップの電極とリードフレーム上のリードとを金属細線で接続するワイヤーボンディング工程、ボンディングされた半導体チップなどを樹脂により封止する封止工程、封止されたリードフレームに対して外枠部分などの不要箇所を切断・除去するカット工程などが具備されている。
【０００３】
ところで、上記封止工程は、通常、パッケージの外形の型となるキャビティを備えた上金型および下金型を用い、この上下金型でボンディング工程後のリードフレームを挟み、キャビティ内に高温状態の溶融樹脂（一般的には熱硬化性樹脂）を流し込むことで行われている。
【０００４】
このとき、流し込む樹脂は、下金型（または上金型）に設置されたポットと呼ばれる部分から供給される。ポットから供給された樹脂は、ポットとキャビティとを繋ぐように形成された樹脂供給通路の型（カル部、ランナー部、ゲート部とからなる）を通ってキャビティ内に流入される。
【０００５】
通常、ランナー部は下金型または上金型の一方に設置され、またゲート部は上金型または下金型の一方若しくは両方に設置されている。
そして、流し込まれた樹脂の硬化後、上金型と下金型とを開くと、リードフレーム上では半導体チップを覆うキャビティに対応する封止樹脂部と樹脂供給通路に対応する残存樹脂部が存在する状態になっている。
【０００６】
このうち、残存樹脂部は不要となるため、通常、封止工程において除去されている。
また、近年、製造コストの低減化のために、封止工程では半導体チップを複数行・複数列に搭載できるマトリックス型リードフレームに対応するマトリックス型のキャビティを備えた金型を用いて、一括して樹脂封止を行うことが増えている。
【０００７】
図８は従来の一般的なＱＦＰ（クワッド  フラット  パッケージ）型半導体装置の樹脂封止後におけるリードフレームの平面図であり、図９は従来の一般的なＱＦＰ型半導体装置における溶融樹脂の流量割合を示す平面図である。なお、図８および図９においては、主に、樹脂封止が行われたリードフレームに一体化された樹脂部分を示しているが、金型側の構成部材については仮想線にて示すものとする。
【０００８】
すなわち、下金型５１には、ポット５２から１本または複数本のランナー５３が設置され、さらに１本のランナー５３に対しては複数個のキャビティ５４（５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ）がそれぞれ設けられるとともに、両者はそれぞれゲート通路部５５を介して接続されている。
【０００９】
したがって、ポット５２からランナー５３に封止用の溶融樹脂Ｓが供給されると、まずランナー５３の上流側キャビティ５４Ａに樹脂が充填され始める。そして、ランナー５３の樹脂が最終端に向かって流入するに従い、ランナー５３の上流側キャビティ５４Ａから下流側のキャビティ５４Ｂ，５４Ｃに順次樹脂の充填が開始され、さらに上流側キャビティ５４Ａから下流側キャビティ５４Ｂ，５４Ｃに順次樹脂の充填が完了していく。
【００１０】
しかしながら、上流側キャビティ５４Ａから充填が順次完了していくに従い下流側のキャビティ５４に流入する樹脂の流速が速くなり、最下流のキャビティ５４Ｃにおいては、樹脂圧力の急激な上昇により生じるジェッティング現象により、ボイドやワイヤー変形などの樹脂封止による不良が発生する場合があった。なお、具体的な樹脂の流量割合を図９に示しておく。図９の（ａ）は樹脂の供給開始時を示し、（ｂ）は上流側キャビティ５４Ａへの樹脂充填が完了した状態を示し、（ｃ）は中間キャビティ５４Ｂへの樹脂充填が完了した状態を示し、（ｄ）は下流側キャビティ５４Ｃへの樹脂充填が完了した状態を示している。なお、図中に、各ゲート部を通過する流量割合（０．２５×ΔＷ／Δｔ，０．３３×ΔＷ／Δｔ，０．５×ΔＷ／Δｔ，ΔＷ／Δｔ）が示されている。
【００１１】
この対策として、ランナー５３に、ゲート通路部５５を介して接続されるキャビティ５４とともに溶融樹脂を溜める樹脂溜り室、およびランナーと樹脂溜り室とを仕切る流量制限ゲートを有する構造の金型を用いることが知られている。
【００１２】
流量制限ゲートによってランナーを流れる樹脂は一時的に阻止されるとともに樹脂が供給されるにしたがって、樹脂は流量制限ゲートの間隙部を通って少量ずつ樹脂溜り室に充填される。
【００１３】
このようにランナーの最下流にあるキャビティに加わる樹脂の充填圧力（注入圧力でもある）は、流量制限ゲートの間隙部を通して樹脂溜り室に逃げることにより、リードフレーム６１側のキャビティでの圧力上昇が抑制され、すなわちジェッティング現象が抑制されて、ボイドの発生やワイヤー変形などの樹脂封止による不良の発生の低減化が図られていた。
【００１４】
さらに、樹脂の種類や成形条件およびワイヤーのボンディングパターンなどの変更があっても、ボイドやワイヤー変形などによる樹脂封止による不良の発生を防止できる汎用性のある金型構造として、流量制限ゲートの開口度を調整できる機構および樹脂溜り室の容積（容量）を調整できる機構を設けた金型構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、この金型構造では、ランナーの直ぐ傍にキャビティが形成されており、つまり、ランナーにゲート通路部を介してキャビティが接続された構造にされており、キャビティへの溶融樹脂の流入状態とは関係なく、樹脂溜り室側の調整機構を用いることにより、成形条件またはボンディングパターンの変更に対処するようにしたものである。
【特許文献１】特開平５−３４３４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した従来の樹脂封止用金型によると、樹脂の種類や成形条件、またはワイヤーのボンディングパターンなどの変更があった場合、流量制限ゲートの開口度および樹脂溜り室の容量の調整を行うことを前提としたものであり、したがってこれらの調整を行う場合、金型を開く必要があり、すなわち封止装置から金型を取り外した状態で調整を行う必要があり、特に、調整の最適化の作業を行う場合などにおいては、何度も金型を開いて調整する必要があり、調整作業が非常に面倒であった。
【００１６】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、樹脂の種類や成形条件、若しくはワイヤーのボンディングパターンなどの変更があった場合でも、ゲート部分での調整を必要とせずに、金型製作当初から持続してボイドの発生やワイヤー変形などを起こすことなく樹脂封止できる半導体装置の樹脂封止用金型および樹脂封止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、溶融樹脂が充填されるポットと、半導体チップが配置される複数個のキャビティと、溶融樹脂を溜めるための樹脂溜り室と、上記ポットからの溶融樹脂を上記各キャビティおよび上記樹脂溜り室に導くための樹脂供給通路とを具備するとともに、上金型と下金型とで半導体チップが搭載されたチップ被搭載部材を挟持して半導体チップの樹脂封止を行うための樹脂封止用金型であって、
上記樹脂供給通路を、ポットから各キャビティに対応する位置まで延設された主供給通路部と、この主供給通路部と各キャビティとを接続するとともに断面積が順次狭くされた副供給通路部と、上記主供給通路部と樹脂溜り室とを接続するとともに断面積が順次狭くされた溜り側供給通路部とで構成し、
さらに上記溜り側供給通路部の長さを上記副供給通路部よりも長くするとともに、これら両供給通路部同士の断面形状を同一または略同一になし、
且つ上記樹脂溜り室の容積を、上記各キャビティの容積と同等以上になるようにしたものである。
【００１８】
また、請求項２に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項１に記載の樹脂封止用金型において、
副供給通路部のキャビティへの接続箇所である第１ゲート部と溜り側供給通路部の樹脂溜り室への接続箇所である第２ゲート部とを同一材料で形成するとともに、同一の表面処理を行うようにしたものである。
【００１９】
また、請求項３に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項１に記載の樹脂封止用金型において、
副供給通路部のキャビティへの接続箇所である第１ゲート部および溜り側供給通路部の樹脂溜り室への接続箇所である第２ゲート部を、金型に対して交換可能に構成したものである。
【００２０】
また、請求項４に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項１に記載の樹脂封止用金型において、
樹脂供給通路と樹脂溜り室とを一緒に下金型または上金型に形成するとともに、上記樹脂溜り室をチップ被搭載部材に対応する領域内に配置したものである。
【００２１】
また、請求項５に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項４に記載の樹脂封止用金型において、
下金型または上金型に形成された一方の樹脂溜り室に対応する位置で、上金型または下金型に他方の樹脂溜り室を形成するとともに、
樹脂封止時に、チップ被搭載部材に形成された貫通孔を介して、一方の樹脂溜り室に流入した溶融樹脂を他方の樹脂溜り室に流入させるようにしたものである。
【００２２】
また、請求項６に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項５に記載の樹脂封止用金型において、
他方の樹脂溜り室を樹脂供給通路に対応する位置まで延設させるとともに、
この樹脂供給通路に対応する延設部分については、樹脂封止時に、当該樹脂供給通路に対してチップ被搭載部材にて遮蔽するようにしたものである。
【００２３】
また、請求項７に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項６に記載の樹脂封止用金型において、
上下の金型に形成された樹脂溜り室および樹脂供給通路の周縁部に沿って複数の貫通溝が形成されたチップ被搭載部材を用いるようにしたものである。
【００２４】
また、請求項８に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項１に記載の樹脂封止用金型において、
樹脂供給通路と樹脂溜り室とを一緒に下金型または上金型に形成するとともに、上記樹脂溜り室をチップ被搭載部材に対応する領域外に配置したものである。
【００２５】
また、請求項９に係る半導体装置の樹脂封止用金型は、請求項１に記載の樹脂封止用金型において、
下金型または上金型に形成された一方の樹脂溜り室に対応する位置で、上金型または下金型に他方の樹脂溜り室を形成するとともに、
これら両樹脂溜り室を、チップ被搭載部材の領域外に配置したものである。
【００２６】
また、請求項１０に係る半導体装置の樹脂封止方法は、
請求項１乃至請求項６、請求項８および請求項９のいずれかに記載の樹脂封止用金型を準備する工程と、
半導体チップが搭載されたチップ被搭載部材を準備する工程と、
上記チップ被搭載部材を上金型と下金型とで型締めした後、ポットに溶融樹脂を充填させて、主供給通路部および副供給通路部を介して溶融樹脂をキャビティに供給するとともに主供給通路部および溜り側供給通路部を介して溶融樹脂を樹脂溜り室に供給する工程と、
上記両金型を開いて硬化した樹脂成形部とともに上記チップ被搭載部材を取り出す工程と、
取り出されたチップ被搭載部材から、上記各供給通路部および樹脂溜り室で硬化した残存樹脂部を除去する工程とを具備した方法である。
【００２７】
さらに、請求項１１に係る半導体装置の樹脂封止方法は、
請求項７に記載の樹脂封止用金型を準備する工程と、
半導体チップが搭載されたチップ被搭載部材を準備する工程と、
上記チップ被搭載部材を上金型と下金型とで型締めした後、ポットに溶融樹脂を充填させて、主供給通路部および副供給通路部を介して溶融樹脂をキャビティに供給するとともに主供給通路部および溜り側供給通路部を介して溶融樹脂を樹脂溜り室に供給する工程と、
上記両金型を開いて硬化した樹脂成形部とともに上記チップ被搭載部材を取り出す工程と、
取り出されたチップ被搭載部材の貫通溝に対応する部分に沿って切断することにより、チップ被搭載部材から各供給通路部および樹脂溜り室で硬化した残存樹脂部を除去する工程とを具備した方法である。
【発明の効果】
【００２８】
上記樹脂封止用金型および樹脂封止方法によると、主供給通路部とキャビティとを接続する副供給通路部と、主供給通路部と樹脂溜り室とを接続する溜り側供給通路部とを、その断面形状において同一または略同一となるようになし、または両供給通路部に設けられたゲート部についても、同一材料で構成するとともに同一の表面処理を行うようにしたので、溶融樹脂を各キャビティに供給した際に、樹脂溜り室にも、キャビティへの充填と同じ条件で充填されることになり、キャビティに対する樹脂溜り室への充填条件を調整する必要がなく、したがって樹脂の種類や成形条件およびワイヤーのボンディングパターンなどの変更があった場合または連続して樹脂成形作業を続けることによって例えばゲート部の開口部分が磨耗した場合でも、キャビティに対する樹脂溜り室の設置効果が変わることがないので、ボイドの発生やワイヤー変形などを起こすことなく継続的に樹脂封止を行うことができる。
【００２９】
さらに、樹脂溜り室を上下の金型に設けることにより、チップ被搭載部材の大きさを変更することなく、その容量を増やすことができ、したがってコストの増加を伴うことなく、種々の大きさの半導体チップに対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の樹脂封止用金型および樹脂封止方法を、図１〜図３に基づき説明する（請求項１〜４に相当する）。
【００３１】
図１は実施の形態１に係る樹脂封止用金型における下金型の斜視図、図２は同金型による樹脂封止状態を説明する図、図３は実施の形態１に係る樹脂封止方法を説明する平面図である。
【００３２】
図１に示すように、この樹脂封止用金型は、下金型１と上金型（図２に示す）２とから構成されている。
そして、下金型１には、半導体チップが配置される複数個、例えば３個×２列でもってキャビティ（窪みまたは凹状部ともいう）１１が形成されるとともに、これら各列に対応する位置で１個ずつ樹脂溜り室１２が形成され、また上記キャビティ１１の各列に対応する位置で成形材料すなわち溶融された樹脂材料（以下、溶融樹脂という）が充填されるポット１３が１個ずつ形成されている。
【００３３】
さらに、この下金型１には、各列におけるポット１３とこれに対応する３個のキャビティ１１および１個の樹脂溜り室１２との間には樹脂供給通路（樹脂供給経路ともいう）１４がそれぞれ形成されている。
【００３４】
なお、下金型１には、上述したように、各列ごとに、１個のポット１３と、このポット１３に対応する３個のキャビティ１１と、これら各キャビティ１１に対応する１個の樹脂溜り室１２と、これらを接続する樹脂供給通路１４とが配置されており、以下、これらを詳しく説明するに際して、各列についての構成が同一であるため、一つの列に着目して説明を行うものとする。
【００３５】
すなわち、下金型１には、ポット１３に接続されるとともに一列に配置された３個のキャビティ１１と並列に樹脂供給通路１４が形成されるとともに、この樹脂供給通路１４のポット１３とは反対側の端部に樹脂溜り室１２が形成されている。なお、以下、一列に配置された３個のキャビティ１１については、ポット１３側から樹脂溜り室１２に向かって、上流側キャビティ１１Ａ、中間キャビティ１１Ｂ、下流側キャビティ１１Ｃと称するとともに、樹脂供給通路１４についても、ポット１３側を上流側と称し、樹脂溜り室１２側を下流側と称する。
【００３６】
上記樹脂供給通路１４は、ポット１３と樹脂溜り室１２との間で且つ各キャビティ１１と並行に配置された主供給通路部（ランナーともいう）１５と、この主供給通路部１５と各キャビティ１１とをそれぞれ接続する３つの副供給通路部（ゲート通路部ともいえる）１６（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ）と、同じく主供給通路部１５と樹脂溜り室１２とを接続する１つの溜り側供給通路部１７とから構成されている。
【００３７】
上記各主供給通路部１５については、略全長に亘って所定の断面形状となるように形成されており、一方、各副供給通路部１６および溜り側供給通路部１７については、主供給通路部１５側よりもキャビティ１１側の方が、その断面積（開口面積）が徐々に狭くなるように（幅方向および高さ方向とも）テーパ状に形成されており、また各副供給通路部１６のキャビティ１１への接続箇所にも、樹脂流入量を制限するための第１ゲート部（絞り部である）２１がそれぞれ設けられるとともに、溜り側供給通路部１７の樹脂溜り室１２への接続箇所には、同じく樹脂流入量を制限するための第２ゲート部（絞り部である）２２が設けられている。
【００３８】
そして、上記各副供給通路部１６の長さ、特に下流側キャビティ１１Ｃに接続される副供給通路部１６Ｃの長さより、樹脂溜り室１２に接続された溜り側供給通路部１７の長さの方が長くされている。
【００３９】
また、上記各副供給通路部１６と溜り側供給通路部１７とは、その断面形状および断面寸法が同一（または略同一）にされるとともに、両供給通路部１６，１７における開き角（絞り角度であり、また両壁面同士の交差角でもある）についても同一（または略同一）にされている。したがって、各ゲート部２１，２２の形状および構成材料がそれぞれ同一（または略同一）にされている。
【００４０】
さらに、両ゲート部２１，２２については、ゲート駒が用いられて、下金型１から交換可能に（着脱可能に）設けられている。勿論、これら各ゲート駒については、同一材料で構成されるとともに耐摩耗性に優れた超硬材料などが用いられる。なお、ゲート駒を用いずに、各ゲート部が金型に一体に形成される場合には、当然、金型と同一材料で構成されることになり、しかも、少なくとも各ゲート部２１，２２については、同一の表面処理（例えば、硬質クロム処理）が施される。このため、溶融樹脂のキャビティ１１と樹脂溜り室１２とに対する流入状態が同一（または略同一）になるとともに、各ゲート部２１，２２に対する摩耗度などの影響についても同一（または略同一）となる。
【００４１】
すなわち、樹脂形成条件またはボンディングパターンに変更があった場合でも、両ゲート部２１，２２における溶融樹脂の流入条件および摩耗度などの影響が同一（または略同一）になるため、例えば第２ゲート部を第１ゲート部に合わせて、その断面形状を調整する必要がなく、言い換えれば、従来のように、キャビティ側のゲート部と少なくとも断面形状が異なる樹脂溜り室側のゲート部との開口面積および樹脂溜り室の容積（容量）などを調整する必要がなくなる。
【００４２】
また、樹脂溜り室１２の容積は、各キャビティ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの容積と同等以上に（等しいかまたは大きく）なるようされている。
なお、ＱＦＰなどのパッケージにおける樹脂封止用金型では、上金型についても、下金型のキャビティに対応する位置でキャビティ（図示せず）が形成されて、上下のキャビティにより半導体チップが配置される１個のキャビティが形成されることになる。また、同様のリードフレームを用いたＱＦＮ（クワッド・フラット・ノンリーディッド・パッケージ）や、樹脂配線基板を用いたＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）などのパッケージにおける樹脂封止用金型では、キャビティは上下金型の一方にしか形成されないこともある。
【００４３】
また、主供給通路部１５、副供給通路部１６および第１ゲート部２１と同じ下金型１に形成される溜り側供給通路部１７、第２ゲート部２２および樹脂溜り室１２は、金型にセットされるリードフレーム（後述する）の領域内に配置されている。
【００４４】
次に、上記樹脂封止用金型を用いた半導体装置の樹脂封止方法を、図２および図３に基づき、工程形式にて説明する。
図２は樹脂封止後のリードフレームの平面図であり、図３は溶融樹脂の流入状態を説明する平面図である。なお、図２は、主に、樹脂封止が行われたリードフレームに一体化された樹脂部分を示しているが、金型側の構成部材については仮想線にて示すものとする。
【００４５】
すなわち、この樹脂封止方法は、上記樹脂封止用金型を準備する工程と、キャビティ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃに対応する位置に半導体チップ３１が搭載されたダイパッド３２およびインナーリード３３を有するリードフレーム（チップ被搭載部材の一例で、例えば樹脂配線基板の場合もある）３４を準備する工程と、リードフレーム３４を上金型２と下金型１とで型締めし、ポット１３から主供給通路部１５および副供給通路部１６を介して各キャビティ１１に溶融樹脂を供給（充填）するとともに、主供給通路部１５および溜り側供給通路部１７を介して樹脂溜り室１２に溶融樹脂を供給（充填）する工程と、上記供給された溶融樹脂を硬化させる工程と、樹脂封止用金型を開き、リードフレーム３４を硬化した樹脂成形部とともに取り出す工程と、取り出したリードフレーム３４から、各供給通路部１５〜１７および樹脂溜り室１２にて硬化した不要な残存樹脂部Ｓ２を除去装置（例えば、エジェクタピンを有するもの）を用いて除去する工程とから構成されている。なお、半導体チップを封止した部分を、封止樹脂部Ｓ１と称する。すなわち、樹脂成形部は、封止樹脂部Ｓ１と残存樹脂部Ｓ２とから成る。
【００４６】
ここで、溶融樹脂を充填する工程について詳しく説明する。
ポット１３から主供給通路部１５に溶融樹脂が供給されると、まず上流側キャビティ１１Ａから溶融樹脂が充填され始め、溶融樹脂が主供給通路部１５の下流端部に向かって流れるに従い、上流側キャビティ１１Ａから下流側キャビティ１１Ｃに順次溶融樹脂の充填（供給）が行われるとともに、上流側キャビティ１１Ａから下流側キャビティ１１Ｃに向かって順次溶融樹脂の充填（供給）が完了していくことになる。
【００４７】
このとき、上流側キャビティ１１Ａの充填が行われるに従って下流側キャビティ１１Ｃに流入する溶融樹脂の流速は速くなるが、下流側キャビティ１１Ｃよりさらに離れた位置（遠い位置）に、当該キャビティ１１Ｃの第１ゲート部２１と略同一構成の第２ゲート部２２が接続された樹脂溜り室１２が形成されているため、少なくとも下流側キャビティ１１Ｃの溶融樹脂の充填が完了するまでは、樹脂溜り室１２への溶融樹脂の充填が続くことになる。
【００４８】
図３に示すように、樹脂の流動抵抗などを無視した場合、ポット１３から主供給通路部１５に流入する樹脂量を△Ｗ／△ｔとすると、上流側キャビティ１１Ａおよび中間キャビティ１１Ｂへの樹脂の充填が完了した時点での下流側キャビティ１１Ｃに流入する樹脂量は、樹脂溜り室１２に流入する樹脂と２分されるため、０．５△Ｗ／△ｔとなる。ちなみに、樹脂溜り室１２を設けない場合には、△Ｗ／△ｔとなる［図９（ｃ）参照］。
【００４９】
このことより、下流側キャビティ１１Ｃにおいても、ジェッティング現象と呼ばれる急激な圧力上昇が緩和され、ボイドの発生やワイヤー変形などの樹脂封止による不良の発生が抑制される。
【００５０】
また、副供給通路部１６と溜り側供給通路部１７とは、特に、そのゲート部２１，２２同士については、同一形状、同一寸法、同一材料および同一表面処理にされているため、両ゲート部２１，２２は、同じように磨耗していくので、長期間封止作業を続けた場合でも、下流側キャビティ１１Ｃへの樹脂の充填が完了した後に、樹脂溜り室１２への樹脂の充填が完了するため、全てのキャビティ１１への樹脂の充填を確実に行うことができる。
【００５１】
なお、不要な残存樹脂部を除去する工程では、樹脂溜り室１２の残存樹脂部がリードフレーム３４の片面に主供給通路部１５の残存樹脂部と一緒に成形されているため、従来の主供給通路部１５を除去するのと同様の方法を用いて、樹脂溜り室１２の残存樹脂部も一緒に除去することができる。
【００５２】
除去装置を用いた除去方法としては、例えば、予め、主供給通路部１５、副供給通路部１６、溜り側供給通路部１７、および樹脂溜り室１２に対応するリードフレーム３４の位置に、樹脂除去用の貫通孔３５を形成しておき、樹脂封止が終わった後、除去装置に備え付けられているエジェクタピンを上記貫通孔３５から突き出すことにより、各残存樹脂部を取り除くことができる。
【００５３】
上述した樹脂封止用金型および樹脂封止方法によると、主供給通路部とキャビティとを接続する副供給通路部と、主供給通路部と樹脂溜り室とを接続する溜り側供給通路部とを、その断面形状において同一（または略同一）となるようにするとともに、副供給通路部の長さよりも溜り側供給通路部の長さの方を長くし、さらに両供給通路部に設けられたゲート部についても、同一形状および同一材料（または、同一形状並びに同一材料および同一表面処理）としたので、溶融樹脂を各キャビティに供給した際に、樹脂溜り室にも、キャビティへの充填と同じ条件で充填されることになり、キャビティに対する樹脂溜り室への充填条件を調整する必要がなく、したがって樹脂の種類や成形条件およびワイヤーのボンディングパターンなどの変更があった場合または連続して樹脂成形作業を続けることによって例えばゲート部の開口部分が磨耗した場合でも、キャビティに対する樹脂溜り室の設置効果が変わることがないので、ボイドの発生やワイヤー変形などを起こすことなく継続的に樹脂封止を行うことができる。
【００５４】
また、ゲート部を金型に対して取り外し可能に構成することにより、ゲート部が摩耗した場合には、交換して容易に金型を修理することができる。また、ゲート部を超硬材料などの耐摩耗性に優れた材料で構成することにより、一層、金型の長寿命化を図ることができる。
【００５５】
ところで、上記実施の形態１においては、各ゲート部を取り外し可能なものとして説明したが、上述したように、金型に一体に形成することもできる。
［実施の形態２］
以下、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の樹脂封止用金型および樹脂封止方法を、図４に基づき説明する（請求項５に相当する）。
【００５６】
図４は本発明の実施の形態２に係る樹脂封止状態を説明する図であり、主に、樹脂封止が行われたリードフレームに一体化された樹脂部分を示しているが、金型側の構成部材については仮想線にて示すものとする。
【００５７】
なお、本実施の形態２と上述した実施の形態１と異なる箇所は、樹脂溜り室の部分であり、このため、本実施の形態２においては、この部分に着目して説明するとともに、実施の形態１と同一の構成部材については、同一の部材番号を付して、その説明を省略する。
【００５８】
すなわち、図４に示すように、本実施の形態２に係る樹脂封止用金型は、下金型１に設けられた樹脂溜り室（以下、第１樹脂溜り室という）１２（１２Ａ）に対応する位置の上金型（樹脂供給通路が形成されていない金型である）２に、第２樹脂溜り室１２（１２Ｂ）を形成したものである。
【００５９】
そして、この下金型１および上金型２に挟持されるリードフレーム３４においては、第１樹脂溜り室１２Ａに対応する位置で貫通孔３４ａが形成されており、溶融樹脂の充填時には、主供給通路部１５から溜り側供給通路部１７を経て、第１樹脂溜り室１２Ａに流入した溶融樹脂が貫通孔３４ａを介して第２樹脂溜り室１２Ｂに流入するようにされている。
【００６０】
なお、上記樹脂封止用金型を用いた樹脂封止方法については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。勿論、第１樹脂溜り室１２Ａに流入した溶融樹脂は、リードフレーム３４の貫通孔３４ａを介して、第２樹脂溜り室１２Ｂに流入することになる。
【００６１】
この構成によると、上述した実施の形態１で説明した効果に加えて、以下のような効果を有する。
すなわち、上記実施の形態１の構成に比べて、樹脂溜り室１２の容積（容量）を大きくすることができるので、容積が大きいキャビティ１１を有する半導体装置の樹脂封止を行う場合でも、リードフレーム３４を大きく（広く）することなく、ボイドやワイヤー変形などによる樹脂封止不良の発生を抑制することができる。言い換えれば、樹脂溜り室をリードフレームの領域内に配置するようにした金型の場合、下金型または上金型の一方に形成する樹脂溜り室だけで、その容積を大きくしようとすると、必然的に、リードフレームも大きくなってしまうが、本実施の形態２の構成では、リードフレームを大きくする必要がなく、延いては、コストダウンを図ることができる。
【００６２】
また、上記貫通孔３４ａを、第１樹脂溜り室１２Ａおよび第２樹脂溜り室１２Ｂより大きく形成しておくことにより、上述した実施の形態１で説明した残存樹脂部の除去方法を用いることができる。
［実施の形態３］
以下、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の樹脂封止用金型および樹脂封止方法を、図５に基づき説明する（請求項６および７に相当する）。
【００６３】
図５は本発明の実施の形態３に係る樹脂封止状態を説明する図であり、主に、樹脂封止が行われたリードフレームに一体化された樹脂部分を示しているが、金型側の構成部材については仮想線にて示すものとする。
【００６４】
なお、本実施の形態３と上述した実施の形態２と異なる箇所は、樹脂溜り室の配置状態であり、このため、本実施の形態３においては、この部分に着目して説明するとともに、上述した各実施の形態で説明したものと同一の構成部材については、同一の部材番号を付して、その説明を省略する。
【００６５】
すなわち、図５に示すように、本実施の形態３に係る樹脂封止用金型は、下金型１に設けられた樹脂溜り室（以下、第１樹脂溜り室という）１２（１２Ａ）に対応する位置の上金型（樹脂供給通路が形成されていない金型である）２に、第２樹脂溜り室１２（１２Ｂ）を形成し且つ当該第２樹脂溜り室１２Ａを主供給通路部１５に対応する位置まで（正確には、上流側キャビティ１１Ａに接続する副供給通路部１６の接続部分の直ぐ下流位置まで）、延設したものである。
【００６６】
そして、この下金型１および上金型２に挟持されるリードフレーム３４においては、第１樹脂溜り室１２Ａに対応する位置で貫通孔３４ａが形成されるとともに、この貫通孔３４ａより上流側においては、第１樹脂溜り室１２Ａと第２樹脂溜り室１２Ｂとがリードフレーム３４により互いに遮蔽された状態になっている。
【００６７】
したがって、実施の形態２と同様に、溶融樹脂の充填時には、主供給通路部１５から溜り側供給通路部１７を経て、第１樹脂溜り室１２Ａに流入する溶融樹脂が貫通孔３４ａを介して第２樹脂溜り室１２Ｂに流入するようにされている。
【００６８】
さらに、上記リードフレーム３４においては、主供給通路部１５、溜り側供給通路部１７および樹脂溜り室１２（１２Ａ，１２Ｂ）の残存樹脂部Ｓ２の周囲に対応して、所定長さの貫通溝３４ｂが複数個形成されている。
【００６９】
これは、上述した各実施の形態のように、主供給通路部および樹脂溜り室を下金型だけに形成している場合には、貫通孔３４ａを介してエジェクタピンにより除去することができるが、リードフレーム３４の上下に残存樹脂部が存在する場合には、エジェクタピンでの除去を行うことができないため、リードフレーム３４における残存樹脂部Ｓ２の周囲に貫通溝３４ｂを、所謂、切れ目を形成しておき、後で、貫通溝３４ｂに沿う部分を切断装置により切断するようにしたものである。このように、貫通溝３４ｂを形成しておくことにより、僅かな切断力で容易に除去することが可能となる。
【００７０】
なお、上記樹脂封止用金型を用いた樹脂封止方法については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。勿論、第１樹脂溜り室１２Ａに流入した溶融樹脂は、リードフレーム３４の貫通孔３４ａを介して、第２樹脂溜り室１２Ｂに流入することになる。
【００７１】
この構成によると、上述した実施の形態２で説明した効果に加えて、以下のような効果を有する。
すなわち、上記実施の形態２の構成に比べて、樹脂溜り室１２の容積を大きくしたので、さらに容積が大きいキャビティ１１を有する半導体装置の樹脂封止を行う場合でも、リードフレーム３４を大きくすることなく、ボイドやワイヤー変形などによる樹脂封止不良の発生を抑制することができる。例えば、キャビティの大きさは、小さいもので、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×１．０ｍｍ以下のものから、大きいものでは、４０．０ｍｍ×４０．０ｍｍ×４．０ｍｍ程度のものまであり、特に、キャビティの容積が大きい場合には、本実施の形態３の構成が有効である。
【００７２】
また、リードフレーム３４に、主供給通路部１５、溜り側供給通路部１７および樹脂溜り室１２Ａ，１２Ｂの残存樹脂部の周囲に対応する複数個所に、貫通溝３４ｂを形成したので、これらにおける残存樹脂部を、切断装置にて貫通溝３４ｂに沿ってわずかな切断力で容易に除去することができる。
［実施の形態４］
以下、本発明の実施の形態４に係る半導体装置の樹脂封止用金型および樹脂封止方法を、図６に基づき説明する（請求項８に相当する）。
【００７３】
図６は本発明の実施の形態４に係る樹脂封止状態を説明する図であり、主に、樹脂封止が行われたリードフレームに一体化された樹脂部分を示しているが、金型側の構成部材については仮想線にて示すものとする。
【００７４】
なお、本実施の形態４と上述した実施の形態１と異なる箇所は、樹脂溜り室の配置状態であり、このため、本実施の形態４においては、この部分に着目して説明するとともに、上述した実施の形態１で説明したものと同一の構成部材については、同一の部材番号を付して、その説明を省略する。
【００７５】
すなわち、図６に示すように、本実施の形態４に係る樹脂封止用金型は、その下金型１に形成される樹脂溜り室１２をリードフレーム３４の領域外に配置したものである。
詳しく説明すると、溜り側供給通路部１７の下流端部に接続される樹脂溜り室１２を、そのままリードフレーム３４の領域外に真っ直ぐに延長した後、９０度曲げたものである。すなわち、主供給通路部１５に接続する上流側の第１樹脂溜り室１２Ａとリードフレーム３４の側縁部と平行な下流側の第２樹脂溜り室１２Ｂとから構成されている。
【００７６】
なお、上記樹脂封止用金型を用いた樹脂封止方法については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
この構成によると、実施の形態１に比べて、樹脂溜り室１２の大部分をリードフレーム３４の領域外に配置したので、リードフレーム３４を大きくすることなく樹脂溜り室１２の容積を大きくすることができ、したがって容積が大きく且つ一辺の長さが短いようなキャビティ１１を有する半導体装置の樹脂封止を行う場合でも、リードフレーム３４を大きくすることなく、ボイドやワイヤー変形などによる樹脂封止不良の発生を抑制することができる。
［実施の形態５］
以下、本発明の実施の形態５に係る半導体装置の樹脂封止用金型および樹脂封止方法を、図７に基づき説明する（請求項９に相当する）。
【００７７】
図７は本発明の実施の形態５に係る樹脂封止状態を説明する図であり、主に、樹脂封止が行われたリードフレームに一体化された樹脂部分を示しているが、金型側の構成部材については仮想線にて示すものとする。
【００７８】
なお、本実施の形態５と上述した実施の形態４と異なる箇所は、樹脂溜り室であり、このため、本実施の形態５においては、この部分に着目して説明するとともに、上述した各実施の形態で説明したものと同一の構成部材については、同一の部材番号を付して、その説明を省略する。
【００７９】
すなわち、図７に示すように、本実施の形態５に係る樹脂封止用金型は、実施の形態４で説明した下金型１に設けられた下流側の第２樹脂溜り室１２（１２Ｂ）に対応する位置の上金型（樹脂供給通路すなわち各供給通路部が形成されていない金型である）２に、上記下流側の第２樹脂溜り室１２Ｂと上下が対称である下流側上部の第３樹脂溜り室１２（１２Ｃ）を形成したものである。
【００８０】
なお、上記樹脂封止用金型を用いた樹脂封方法については、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
この構成によると、上記実施の形態４に比べて、さらに容積が大きいキャビティ１１を有する半導体装置の樹脂封止を、リードフレーム３４を大きくすることなく、ボイドやワイヤー変形などによる樹脂封止不良の発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明によれば、高集積度、高密度な半導体チップを用いて、クワッド・フラット・パッケージなどの樹脂封止型の半導体集積回路装置を高品質かつ低コストでもって、安定生産を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る樹脂封止用金型における下金型の斜視図である。
【図２】同金型による樹脂封止状態を示す図で、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
【図３】同実施の形態１に係る樹脂封止方法を説明する平面図である。
【図４】同実施の形態２に係る樹脂封止状態を示す図で、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。
【図５】同実施の形態３に係る樹脂封止状態を示す図で、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ′断面図である。
【図６】同実施の形態４に係る樹脂封止状態を示す図で、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ′断面図である。
【図７】同実施の形態５に係る樹脂封止状態を示す図で、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ′断面図である。
【図８】従来に係るＱＦＰ型半導体装置の樹脂封止状態を示す図で、（ａ）はリードフレームの平面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ′断面図である。
【図９】従来のＱＦＰ型半導体装置の溶融樹脂の流量割合を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１      下金型
２      上金型
１１      キャビティ
１２      樹脂溜り室
１２Ａ    第１樹脂溜り室
１２Ｂ    第２樹脂溜り室
１２Ｃ    第３樹脂溜り室
１３      ポット
１４      樹脂供給通路
１５      主供給通路部
１６      副供給通路部
１７      溜り側供給通路部
２１      第１ゲート部
２２      第２ゲート部
３１      半導体チップ
３４      リードフレーム
３４ａ    貫通孔
３４ｂ    貫通溝
【図１】
2007324149.tif 000003
【図２】
2007324149.tif 000004
【図３】
2007324149.tif 000005
【図４】
2007324149.tif 000006
【図５】
2007324149.tif 000007
【図６】
2007324149.tif 000008
【図７】
2007324149.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007324149.tif 000011